4.4玻尔原子模型 课时检测（Word版含答案）

4.4玻尔原子模型 课时检测（解析版）
一、选择题
1．氢原子能级图如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．当氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级时，辐射光子的能量为1.98eV
B．处于n=2能级的氢原子可以吸收2.54eV的能量向高能级跃迁
C．处于基态的氢原子，可吸收14eV的能量后发生电离
D．大量氢原子处于n=4能级向低能级跃迁时，辐射出3种不同频率的光子
2．如图所示是玻尔理论中氢原子的能级图，现让一束单色光照射一群处于基态的氢原子，氢原子受激发能跃迁到n=3的激发态，则照射氢原子的单色光的光子能量为（　　）
A．13.6 eV B．12.09 eV C．10.2 eV D．3.4 eV
3．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为，氦离子能级的示意图如图所示。以下关于该基态的氦离子说法正确的是（　　）
A．该基态氦离子吸收某种光子发生跃迁，当能量为时，氦离子最稳定
B．能量为的光子，能被该基态氦离子吸收而发生跃迁
C．一个该基态氦离子吸收能量为的光子后，向低能级跃迁能辐射6种频率的光子
D．该基态氦离子吸收一个光子后，核外电子的动能增大
4．以下说法符合物理学史的是（　　）
A．为了解释黑体辐射规律，康普顿提出了电磁辐射的能量是量子化的
B．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性
C．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构
D．普朗克将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征
5．北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。同步辐射光具有光谱范围宽（从远红外到X光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～105eV）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV。下列说法正确的是（　　）
A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
B．用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离
C．蛋白质分子的线度约为10-8 m，不能用同步辐射光得到其衍射图样
D．尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小
6．如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子（　　）
A．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的
B．从高能级向低能级跃迁时，氢原子需从外界吸收能量
C．从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长
D．从n=5能级跃迁到n=l能级比从n=5能级跃迁到n=4能级辐射出电磁波的速度大
7．在通往量子论的道路上，许多物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是（　　）
A．玻尔把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念
B．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象
C．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念
D．卢瑟福把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性
8．如图所示是氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子，则下列说法正确的是（　　）
A．6种光子中有3种属于巴耳末系
B．6种光子中波长最长的是n=4激发态跃迁到基态时产生的
C．使n=4能级的氢原子电离至少要0.85eV的能量
D．在6种光子中，n=4能级跃迁到n=3能级释放的光子康普顿效应最明显
9．用频率为的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为、、的三条谱线，且，则（　　）
A． B． C． D．
10．图示为氢原子的能级图，下列说法正确的是（　　）
A．氢原子从能级跃迁到能级时，辐射的光子频率最大
B．氢原子从能级跃迁到能级时，氢原子吸收的光子
C．用光子能量为的光照射一群基态的氢原子，氢原子可以发出10种不同波长的光
D．用光子能量为的光照射基态的氢原子，不能使氢原子电离
11．如图所示，为氢原子能级图，A、B、C分别表示电子三种不同能级跃迁时放出的光子，其中（　　）
A．频率最大的是B B．波长最长的是C
C．频率最大的是A D．波长最长的是B
12．如图为氢原子的部分能级图。关于氢原子能级的跃迁，已知普朗克常数，光速。下列叙述中正确的是（　　）
A．用的光子可以激发处于基态的氢原子
B．用波长为的光照射，可使处于基态的氢原子电离
C．一个处于基态的氢原子被激发后要发出6种频率的光至少需要的能量
D．用能量的外来电子碰撞，可以激发处于基态的氢原子
13．用大量具有一定能量的光子照射大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线。改用能量为的光子再次照射进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条。根据氢原子的能级图判断，和的可能值为（　　）
A．，
B．，
C．，
D．，
二、解答题
14．如图为氢原子的能级图,氢原子从某一能级跃迁到的能级,辐射出能量为2.55 eV的光子．
(1)最少要给基态的氢原子提供__________的能量,才能使它辐射上述能量的光子
(2)请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图．
15．有一群氢原子处于量子数的激发态，当它们跃迁时，
（1）有可能放出几种能量的光子？
（2）在哪两个能级间跃迁时，所发出的光子的波长最长？波长是多少？
参考答案
1．C
【详解】
A．根据辐射（吸收）的光子能量等于两能级间的能级差，可知
因此氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级时，需要吸收的光子能量必须等于1.89eV，A错误；
B．处于n=2能级的氢原子若吸收2.54eV的能量，吸收后能量为0.86eV，不存在此能级，B错误；
C．使处于基态的氢原子发生电离，入射光子的能量应大于或等于13.6eV，C正确；
D．大量n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可以释放不同频率的光子数为
D错误。
故选C。
2．B
【详解】
从基态跃迁到第3能级，则吸收的光子能量为
ΔE=-1.51-（-13.6 eV）=12.09 eV
故选B。
3．B
【详解】
A．氦离子处于最低能量状态时最稳定，故A错误；
B．由图可知
故能量为的光子，能被该基态氦离子吸收而发生跃迁，故B正确；
C．一个该基态氦离子吸收能量为的光子后，能量变为，处于能级，然后从能级跃迁到能级，最多可释放3种不同频率的光子，故C错误；
D．该基态氦离子吸收一个光子后，由低能级向高能级跃迁，核外电子的轨道半径增大，根据
得
轨道半径越大，则核外电子的速度越小，故D错误。
故选B。
4．B
【详解】
A．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出了电磁辐射的能量是量子化的，故A错误；
B．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性，故B正确；
C．卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构，故C错误；
D．波尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征，故D错误。
故选B。
5．D
【详解】
A．同步辐射是在磁场中圆周自发辐射光能的过程，氢原子发光是先吸收能量到高能级，在回到基态时辐射光，两者的机理不同，故A错误；
B．用同步辐射光照射氢原子，总能量约为104eV大于电离能13.6eV，则氢原子可以电离，故B错误；
C．同步辐射光的波长范围约为10-5m～10-11m，与蛋白质分子的线度约为10-8 m差不多，故能发生明显的衍射，故C错误；
D．以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV，则电子回旋一圈后能量不会明显减小，故D正确；
故选D。
6．C
【详解】
A．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的，能级越低，概率越大，故A错误；
B．由能级图可以看出，从高能级向低能级跃迁时，氢原子一定向外界放出能量，故B错误；
C．由能级图可以看出，从n=4能级跃迁到n=3能级释放的能量比从n=3能级跃迁到n=2能级少，所以由
可知辐射出的电磁波频率小，波长长，故C正确；
D．电磁波在真空中的速度相同，与频率无关，故D错误；
故选C。
7．B
【详解】
A．普朗克把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，A错误；
B．爱因斯坦受普朗克能量子启发提出光子说，并成功地解释了光电效应现象，B正确；
C．玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，C错误；
D．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，称为物质波，D错误。
故选B。
8．C
【详解】
A．公式中巴耳末系是指氢原子由高能级向能级跃迁时释放的光子，6种光子中从与的属于巴耳末系，即2种，故A错误；
B．激发态跃迁到激发态时产生光子的能量最小，根据知，波长最长，故B错误；
C．能级的氢原子具有的能量为，故要使其发生电离能量变为0，至少需要的能量，故C正确；
D．根据氢光谱的特点可知，从n=4激发态跃迁到基态时产生光子的能量最大，根据知，波长最短，粒子性最明显，康普顿效应最明显，故D错误；
故选C。
9．B
【详解】
BD．大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从n=3能级向低能级跃迁，n=3能级向n=1能级跃迁时
n=2能级向n=1能级跃迁时
n=3能级向n=2能级跃迁时，
将以上三式变形可得
解得
故B正确，D错误；
AC．而入射光频率满足是跃迁到吸收的光，有
则有
故AC错误；
故选B。
10．C
【详解】
A．因为两能级间的能级差越大，辐射的光子能量越大，频率越大，所以从能级跃迁到能级辐射的光子频率不是最大的，故A错误；
B．氢原子从能级跃迁到能级时，向外辐射能量，故B错误；
C．用光子能量为的光照射一群基态的氢原子，氢原子吸收光子能量后原子的能量为，跃迁到第5能级，根据
可知氢原子可以发出10种不同波长的光，故C正确；
D．用光子能量为的光照射基态的氢原子，能使氢原子电离，故D错误。
故选C。
11．AB
【详解】
根据
和
可知，大，频率就大，波长就小。由图可知，最大，所以频率最大的是B，最小，所以波长最长的是C。
故选AB。
12．ACD
【详解】
A．氢原子由n=2能级跃迁到n=1能级辐射能量为
因此用能量为10.2eV的光子可以激发处于基态的氢原子，故A正确；
B．氢原子在基态时所具有的能量为-13.6eV，将其电离就是使电子跃迁到无穷远，根据玻尔理论所需的能量为13.6eV。根据公式
解得
根据公式
代入解得
所以波长为600mm的光照射时，不可使稳定的氢原子电离，故B错误;
C．根据氢原子能发出6种不同频率的光，可得
解得
所以能级差为
故C正确；
D．从基态氢原子发生跃迁到n=2能级，需要吸收的能量最小，吸收的能量为
所以用动能为11.0eV的电子碰撞处于基态的氢原子，可能使其跃迁到n=2能级，故D正确。
故选ACD。
13．AC
【详解】
AB．由数学知识得到一群氢原子处于能级时可能辐射的谱线条数为，所以存在两种可能，第一种是氢原子先被激发跃迁到激发态，后被激发跃迁到激发态，由于是光子照射，所以光子的能量必须满足，，故选项A正确，B错误；
CD．第二种是氢原子先被激发跃迁到激发态，后被激发跃迁到激发态，光子能量必须满足，，故选项C正确，D错误。
故选AC。
14．12.75 Ev
【分析】
如图为氢原子的能级图,氢原子从某一能级跃迁到的能级,辐射出能量为2.55 eV的光子．
【详解】
（1）氢原子从n＞2的某一能级跃迁到n=2的能级，辐射光子的频率应满足：
hν=En-E2=2.55 eV
En=hν+E2=-0.85 eV
解得：n=4
基态氢原子要跃迁到n=4的能级，应提供的能量为：△E=E4-E1=12.75 eV．
（2）获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图如图．
【点睛】
该题考查对玻尔理论的理解，解决本题的关键知道能级间跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差，即Em-En=hv．
15．（1）3（2）的跃迁； 6.58×10－7m
【解析】
【详解】
（1）由激发态向低能级跃迁的路径为或，故能放出三种能量的光子。
（2）上述三种跃迁辐射中，由的跃迁能级差最小，辆射的光子能量最小，波长最长。
由氢原子能级图知，
，
由可得
m